50. Химия биогенных элементов р- блока.

р-Элементы - это элементы, у атомов которых происходит заполнение электронами р - подуровня внешнего уровня.

К р - блоку относятся 30 элементов III А – VIII A - групп ПСЭ.

р-Элементы входят во второй и третий малые периоды, а также в четвертый — шестой большие периоды.

Свойства р-элементов

В группах радиусы атомов и однотипных ионов, в общем, увеличиваются.

Энергия ионизации при переходе от 2р-элементов к 6р-элементам уменьшается, так как по мере возрастания числа электронных оболочек усиливается экранирование заряда ядер электронами, предшествующими внешним электронам.

С увеличением порядкового номера р-элемента в группе неметаллические свойства ослабевают, а металлические усиливаются.

В периодах слева направо атомные и ионные радиусы р - элементов по мере увеличения заряда ядра уменьшаются,

энергия ионизации и сродство к электрону возрастают, электроотрицательность увеличивается,

окислительная активность элементов и неметаллические свойства усиливаются.

Iiiа – группа

Бор (B) относится к примесным микроэлементам, его массовая доля в организме человека составляет 10-5 %. В концентрируется, главным образом, в легких, щитовидной железе, селезенке, печени, мозге, почках, сердечной мышце. Биологическое действие еще недостаточно изучено. Известно, что В входит в состав зубов и костей, очевидно, в виде труднорастворимых солей борной кислоты. Избыток В вреден для организма человека. В угнетает ферменты амилазы, протеиназы, уменьшает активность адреналина. Является необходимым элементом для некоторых животных. В участвует в углеводно-фосфатном обмене, взаимодействует с углеводами, ферментами, витаминами, гормонами. Избыток В в организме приводит к возникновению эндемических кишечных заболеваний — энтеритов.

Алюминий (Аl) относится к примесным элементам (10-5 %). А1 концентрируется главным образом в сыворотке крови, легких, печени, костях, почках, ногтях, волосах, входит в структуру нервных оболочек мозга человека. А1 влияет на развитие эпителиальной и соединительной тканей, на регенерацию костных тканей, на обмен фосфора. Избыток А1 в организме тормозит синтез гемоглобина, он может катализировать реакцию трансаминирования (перенос групп - NH2).

Галлий Ga — примесный микроэлемент. Биологическая роль не установлена.

Таллий Тl — весьма токсичный элемент.

Iva группа

Углерод (С). По содержанию в организме человека (21,15%) С относится к макроэлементам. Он входит в состав всех тканей и клеток в форме белков, жиров, углеводов, витаминов, гормонов. С биологической точки зрения С является органогеном номер один.

Кремний (Si). По содержанию в организме человека Si относится к примесным микроэлементам. Больше всего Si в печени, надпочечниках, волосах, хрусталике глаза. Так как природный SiО2 плохо растворим в воде, то в организме человека он попадает в основном воздушным путем через легкие в виде пыли SiО2. С нарушением обмена Si связывают возникновение гипертонии, ревматизма, язвы, малокровия. Недавно установлено, что Si содержится в коже, хрящах, связках млекопитающих и входит в состав мукополисахаридов. В стоматологической практике применяют карборунд SiC для шлифовки пломб и пластмассовых протезов. SiO2 входит в состав силикатных цементов. Необходимо отметить, что пыль, состоящая из частиц угля, SiО2, A1 при систематическом воздействии на легкие вызывает заболевание - пневмокониоз.

Германий (Ge) относится к микроэлементам, содержание в организме человека — 10-5 — 10-6 %. Биологическая роль окончательно не выяснена. Ge усиливают процессы кроветворения в костном мозге. Соединения малотоксичны.

Олово (Sn) по содержанию в организме человека (10-4%) относятся к микроэлементам. Сведения о биологической роли противоречивы. Соединения Sn оказывают токсическое действие на организм человека.

В медицинской практике находят применение различные материалы, в частности пломбировочные, содержащие Sn. Так, Sn входит в состав серебреной амальгамы (28%) для изготовления пломб. Фторид олова применяется как средство против кариеса зубов.

Свинец (Рb) и его соединения, особенно органические, весьма токсичны, Соединения Рb влияют на синтез белка, энергетический баланс клетки и ее генетический аппарат. Установлено, что Рb — один из элементов, присутствие которых в продуктах питания влияет на развитие кариеса. Массовая доля Рb в организме человека 10-6 %. Безопасным для человека считают суточное поступление 0,2-2 мг Рb.

VA – группа

Азот (N) по содержанию в организме человека (3,1%) относится к макроэлементам. Этот элемент - составная часть аминокислот, белков, витаминов, гормонов.

Фосфор (Р) содержится в организме человека 0,95%. Р относится к макроэлементам. Это органоген и играет исключительно важную роль в обмене веществ.

В форме фосфата Р представляет собой необходимый компонент внутриклеточной АТФ. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов и др. биологически активных соединений. Р является основой скелета и зубов животных и человека.

Мышьяк (As) по содержанию в организме человека составляет 10-6 % и относится к микроэлементам. Он концентрируется в печени, почках, селезенке, легких, костях, волосах.

As накапливается больше всего в костях и волосах. В относительно больших дозах соединения As очень ядовиты.

Сурьма (Sb) и висмут (Bi). По содержанию в организме Sb и Bi (10-5 %) относятся к микроэлементам. Физиологическая и биохимическая роль практически не выяснена. Соединения Sb и Bi токсичны. Однако при попадании большинства соединений в пищеварительный тракт они практически не оказывают ядовитого действия. Это обусловлено тем, что соли Sb(III) и Bi(III) в пищеварительном тракте подвергаются гидролизу с образованием малорастворимых продуктов, которые не всасываются через стенки желудочно-кишечного тракта. На этом основано применение лекарственных препаратов Sb и Bi.

VIA-группа

Кислород (O). По содержанию в организме человека (62%) О относится к макроэлементам. Он незаменим и принадлежит к числу важнейших элементов, составляющих основу живых систем, то есть является органогеном. О входит в состав огромного числа молекул, начиная от простейших и кончая биополимерами. Исключительно важна роль О в процессах жизнедеятельности, так как окисление кислородом питательных веществ служит источником энергии, необходимой для работы органов и тканей живых организмов. Большинство окислительно-восстановительных реакций в организме протекает при участии О и его активных форм. Фагоцитарные (защитные) функции организма также связаны с наличием кислорода, и уменьшение содержания кислорода в организме понижает его защитные свойства.

Озон (О₃) как очень сильный окислитель используют для дезинфекции помещений, обеззараживания воздуха, очистки питьевой воды.

Сера (S). По содержанию в организме человека (0,16%) S относится к макроэлементам. Как и О, она жизненно необходима. Сера входит в состав многих биомолекул - белков, аминокислот, гормонов, витаминов. Много S содержится в каротине волос, костях, нервной ткани.

Селен (Se). По содержанию в организме ( 10-5 – 10-7 %) Se относится к микроэлементам. Se в основном концентрируется в печени и почках. Несомненна связь Se с серой в живых организмах. Очевидно, Se как аналог S замещает её в различных соединениях. В больших дозах Se токсичен. Se способен предохранять организм от отравления Hg и Cd. Высокое содержание Se в рационе соответствует низкой степени смертности от рака.

Теллур (Te) и полоний (Po). Не обнаружен в живых организмах. Норма его содержания в тканях и органах не установлена. Не выяснена биологическая роль в организме. Данные о влиянии Ро на живые организмы отсутствуют.